(57)【要約】【課題】  補正光学部材をフルイダイジング方法を利用して摩擦力を低減させて駆動制御する際に、撮影モードに応じてフルイダイジングの動作を適切に制御し、各撮影モードで振れ補正特性を適切にする。【解決手段】  振れを補償する為の補正光学部材と、前記振れを検出する振れ検出手段と、該振れ検出手段にて得られた振れ検出信号に所定周期毎に所定量の信号を加算もしくは減算させる制御手段と、前記振れ検出信号と前記所定量の信号とに基づいて駆動手段により前記補正光学部材を駆動して、撮影光学部材の光軸を変位させて前記振れを補償する振れ補正手段とを有する振れ補正機能付き撮影装置において、動画撮影モードと静止画撮影モードを切り換える撮影モード選択手段を備え、撮影モード選択状態に応じて前記所定量を変更する制御変更手段を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れを補正する為の補正光学部材と、前記振れを検出する振れ検出手段と、該振れ検出手段にて得られた振れ検出信号に所定周期毎に所定量の信号を加算もしくは減算させる制御手段と、前記振れ検出信号と前記所定量の信号とに基づいて駆動手段により前記補正光学部材を駆動して、撮影光学部材の光軸を変位させて前記振れを補償する振れ補正手段とを有する撮影において、
動画撮影モードと静止画撮影モードを切り換える撮影モード選択手段と、撮影モード選択状態に応じて、前記所定量を変更する制御変更手段とを有することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記加算もしくは減算させる信号の所定量は、静止画撮影モード選択時の値に対し動画撮影モード選択時の値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
カメラ本体と、該カメラ本体に脱着可能な交換レンズとを備え、少なくとも前記補正光学部材と、前記画像振れ補正手段の一部とを、前記交換レンズに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画と動画の双方の撮影が可能な撮影装置に関し、特にいわゆる振れ補正機能付きの撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年カメラには、静止画撮影の行えるビデオカメラや、動画撮影の行えるデジタルスチルカメラといった静止画と動画を共に撮影可能なものが多くある。将来、一眼レフカメラ（または一眼レフカメラシステム）においても動画撮影を可能とすることが考えられる。また、これらのカメラにおいて、振れを補償(または補正）するいわゆる振れ補正機能付きのものも知られている。
【０００３】
ここで、一眼レフカメラにおける手振れを防ぐシステムについて簡単に説明する。
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１〜１２Ｈｚである。また、シャッター動作によるカメラの振動は、周波数として通常〜Ｈｚである。手振れ補正機能は、シャッターのレリーズ時点においてこのような手振れおよびシャッター動作によるカメラの振動を起こしていても像振れのない写真を撮影可能とするものである。そのための基本的考えとして、上記手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させてやらなければならない。従って、カメラの振れが生じても像振れを生じない写真を撮影できることを達成するためには、第１にカメラの振動を正確に検出し、第２に手振れおよびシャッター動作によるカメラの振動による光軸変位を補償することが必要となる。
【０００４】
このカメラの振動の検出は、角加速度、角速度、角変位等を検出する振動検出手段と該センサの出力信号を電気的あるいは機械的に処理して角変位を出力するカメラ振れ検出手段をカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この検出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正光学装置を駆動させて像振れ抑制が行われる。
【０００５】
図４の例は、図示矢印８１方向のカメラ縦振れ８１ｐ及びカメラ横振れ８１ｙに起因する像振れを抑制するシステムの図で、像振れ補正装置を一眼レフカメラの交換レンズに設けた場合の図である。同図中、８２はレンズ鏡筒、８３ｐと８３ｙは各々カメラ縦振れ振動とカメラ横振れ振動を検出する振れ検出手段で、それぞれの振動検出方向を８４ｐ、８４ｙで示してある。８５は補正光学装置、８６ｐ、８６ｙは各々補正光学装置８５に推力を与えるコイル、８７ｐ、８７ｙは補正光学装置８５の位置を検出する位置検出素子である。該補正光学装置８５は位置制御ループを設けており、振れ検出手段８３ｐ、８３ｙの出力を目標値として駆動され、像面８８での安定を確保する。
【０００６】
一眼レフカメラにおける手振れを防ぐシステムにおいては、前述のとおり、手振れに加えシャッター動作によるカメラの振動にも対応が必要なため、前述の光軸変位を補償する機構には高い周波数応答特性が必要となる。光軸変位を補償する機構の周波数特性を改善するためには、前述の補正光学装置８５の接触面での摩擦を低減する必要がある。この摩擦を低減する具体的方法として、フルイダイジングという方法を利用した例が特許文献１に開示されている。このフルイダイジング方法は静摩擦力より動摩擦力の方が小さいという現象を応用したもので、摩擦力が発生する部分を振動させることによって、摩擦の状態を静摩擦から動摩擦へと変化させ、摩擦力を低減する方法である。振動振幅が大きいほど、また振動周波数が高いほど、摩擦力の低減の効果が大きい。この方法を像振れ補正装置に応用すれば摩擦力を低減することができ、高い周波数応答特性を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−１６２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のフルイダイジング方法を利用した場合、微小振動を発生し、これに伴い音を発生する。一眼レフカメラにおいて動画撮影を可能とした場合、撮影と同時に音を記録する。前述のフルイダイジング方法を利用した場合、音を発生することとなり、この音を記録してしまうという問題がある。
本発明は、防振のために光学要素（補正レンズ等）を駆動させるためにフルイダイジング方法を利用して摩擦力を低減させて駆動制御する技術における上記問題点を解消することを課題とする。具体的には、静止画撮影を行う場合と動画撮影を行う場合において、フルイダイジングの動作を適切に制御することにより、それぞれの撮影において適切な振れ補正動作を行うことができる撮影装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための撮影装置は、振れを補償（または補正）するための補正光学部材と、前記振れを検出する振れ検出手段とを備える。また、該振れ検出手段にて得られた振れ検出信号に所定周期毎に所定量の信号を加算もしくは減算させる制御手段を備える。また、前記振れ検出信号と前記所定量の信号とに基づいて駆動手段により前記補正光学部材を駆動して、撮影光学部材の光軸を変位させて前記振れを補償する振れ補正手段を有する。さらに、動画撮影モードと静止画撮影モードを切り換える撮影モード選択手段と、撮影モード選択状態に応じて、前記所定量を変更する制御変更手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、補正光学部材をフルイダイジング方法を利用して摩擦力を低減させて駆動制御する際に、撮影モード（動画撮影モード、静止画撮影モード）に応じて、フルイダイジングの動作を適切に制御する。これにより、それぞれの撮影モードに応じて適切な振れ補正動作特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例に係る一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。同図は、像振れ補正機能を、一眼レフカメラの交換レンズに適用した場合を想定している。そして、撮影モードにより最適なフルイダイジングを行う例を示すものである。
【００１１】
図１において、１はレンズＭＰＵであり、カメラＭＰＵ１３との通信によって、レンズ側の制御を行っている。２は振れを検出する振れセンサであり、その信号はＨＰＦ・増幅・ＬＰＦ回路３により、ＤＣ成分のカット、増幅、ノイズ除去が行われ、レンズＭＰＵ１のＡ／Ｄ変換端子に振れ信号として入力される。４は補正レンズの位置を検出するレンズ位置検出器であり、ここで検出された信号は信号処理回路５によりフィルタリングなどの処理が行われ、レンズＭＰＵ１のＡ／Ｄ変換入力端子に位置検出信号として入力される。そして、これら二つの振れ信号と位置検出信号は、レンズＭＰＵ１にてフィードバック演算が行われ、コイルドライバー６を介して補正レンズの駆動信号として出力され、これにより補正レンズによる像振れ補正が為される。また、像振れ補正を行わない時は、レンズＭＰＵ１はモータドライバー７を介して前記補正レンズをロックし、像振れ補正を行う時は同じくモータドライバー７を介してアンロック（ロック解除）する。なお、その構成は本発明には直接関係ないので省略する。
【００１２】
また、前記レンズＭＰＵ１は、上記のような像振れ補正制御の他に、ズーム・フォーカスのゾーン検出を行う位置検出器８の出力に基づき、モータドライバー９、１０を介してフォーカスレンズの駆動、絞り駆動を行っている。
１１（ＩＳＳＷ）は像振れ補正（Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を行うかどうかの動作選択スイッチであり、１２（Ａ／ＭＳＷ）はオートフォーカスかマニュアルフォーカスかを選択するスイッチである。
前記レンズＭＰＵ１は、カメラＭＰＵ１３とカメラ・レンズ通信を行い、カメラ・レンズそれぞれのステータス（焦点距離、スイッチの状態等）の確認やフォーカス、絞り等の駆動命令を送信したりする。
【００１３】
１４はレリーズスイッチであり、一般的には２段ストロークスイッチとなっている。そして、該レリーズスイッチ１４の第１ストロークで不図示のスイッチＳＷ１がＯＮし、第２ストロークで不図示のレリーズスイッチＳＷ２がＯＮになるように構成されている。１５は撮影モード選択スイッチであり、例えば静止画撮影モードである場合、前記レリーズスイッチ１４のＳＷ１＝ＯＮでフォーカスレンズの駆動、絞り駆動が行われ、ＳＷ２＝ＯＮで静止画像が記録される。また、動画撮影モードである場合、ＳＷ２＝ＯＮで動画像の記録が行われる。
【００１４】
次に、前記レンズＭＰＵ１での主要部分の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
交換レンズがカメラに装着されると、カメラからレンズへシリアル通信がなされ、レンズＭＰＵ１は図２のステップ＃１からの動作を開始する。
まず、ステップ＃１において、レンズ制御、像振れ補正制御のための初期設定を行う。そして、次のステップ＃２において、ＩＳスイッチ１１およびＡ／Ｍスイッチ１２の状態検出、ならびに位置検出器８を介してのズーム・フォーカスの位置検出を行う。
続くステップ＃３においては、カメラからフォーカス駆動要求の通信があったかどうかを判定する。フォーカス駆動要求があればステップ＃４へ進み、カメラからフォーカスレンズの駆動量が指令されるので、それに応じてモータドライバー９を介してフォーカス駆動制御を行う。また、上記ステップ＃３にてフォーカス駆動要求がなかった場合はステップ＃５へ進む。
【００１５】
ステップ＃５では、カメラからの通信、ＩＳスイッチ１１の状態に応じて、モータドライバー７を介して補正レンズのロック・アンロックの制御や、像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴの設定を行う。そして、次のステップ＃６において、カメラから全駆動停止（レンズ内のアクチュエータの全駆動を停止する）命令を受信したかどうかの判定を行う。カメラ側で何も操作がなされないと、しばらくしてからカメラからこの全駆動停止命令が送信されるので、この命令を受信するとステップ＃７へと進み、全駆動停止制御を行う。この全駆動停止制御では全アクチュエータの駆動を停止し、マイコンをスリープ（停止）状態にする。また、像振れ補正装置（補正レンズ等より構成される）への給電も停止する。
【００１６】
その後、カメラ側で何か操作が行われると、カメラＭＰＵ１３よりレンズに通信がなされるが、レンズＭＰＵ１はこの通信によりスリープ状態を解除する。
これらの動作の間に、カメラからの通信によるシリアル通信割り込み、像振れ補正制御割り込みの要求があれば、それらの割り込み処理を行う。
シリアル通信割り込み処理は、通信データのデコードを行い、デコード結果に応じて、例えば絞り駆動などのレンズ処理を行う。そして、通信データのデコードによって、スイッチＳＷ１のＯＮ、スイッチＳＷ２のＯＮ、撮影モード、カメラの機種等が判定できる。
【００１７】
また、像振れ補正割り込みは、一定周期（例えば５００μｓｅｃ）毎に発生するタイマー割り込みである。そして、ピッチ方向（縦方向）制御とヨー方向（横方向）制御を交互に行うので、この場合の片方向のサンプリング周期は１ｍｓｅｃとなる。また、制御方法は両方向とも同様である部分が多いので、プログラムは一系統のみ作成する。制御方法（演算係数等）は同じでも演算などの結果は当然ピッチ方向とヨー方向で別々のデータとなる。そのため、ピッチとヨーでそれぞれ基準アドレスを設定し、演算結果などのデータをＲＡＭの間接アドレスで指定し、基準アドレスをピッチ制御時とヨー制御時で切り換えることによって演算を行っている。
【００１８】
カメラのメイン動作中に像振れ補正割り込みが発生すると、レンズＭＰＵ１は、図３のステップ＃１１よりの像振れ補正の制御を開始する。フルイダイジングの制御はこの像振れ補正割り込みの中で行う。
図３において、レンズＭＰＵ１は、まずステップ＃１１において、振れセンサ２である角速度センサの出力をＡ／Ｄ変換する。そして、次のステップ＃１２において、像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴの状態を調べる。像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴがクリアされているならばステップ＃１３へ進み、ここでは像振れ補正を行わないのでハイパス、積分演算の初期化を行う。そして、ステップ＃２４へ進む。
【００１９】
一方、上記ステップ＃１２にて像振れ補正開始フラグＩＳ＿ＳＴＡＲＴがセットされているならばステップ＃１４へ進み、像振れ補正を動作するためにハイパスフィルタ演算を行う。この際、像振れ補正の開始から２〜３秒は時定数切り換えを行い、立ち上がりの像揺れを緩和することも行う。そして、次のステップ＃１５において、積分演算を行う。この結果は角変位データθになる。パンニングされた場合は、振れ角変位に応じて積分のカットオフ周波数を切り換えることも行っている。
【００２０】
次のステップ＃１６においては、ズーム・フォーカスのポジションによって振れ角変位に対する補正レンズの偏心量（敏感度）が変化するので、その調整を行う。具体的には、ズームおよびフォーカスポジションをそれぞれいくつかのゾーンに分割し、各ゾーンにおける平均的な光学防振敏感度（ｄｅｇ／ｍｍ）をテーブルデータから読み出す。そして、読み出した光学防振敏感度と上記角変位データθを基に補正レンズの駆動データに変換する。その演算結果は、レンズＭＰＵ１内のＳＦＴＤＲＶで設定されるＲＡＭ領域に格納する。
【００２１】
次のステップ＃１７においては、撮影モードに応じて、フルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）を設定する。フルイダイジングによるフィルム面での振れ量をＤとし、焦点距離をｆ、光学防振敏感度をＢとすると、
Ｄ∝ｆ×Ｂ×（ＨＦＬＶＬ）
の関係が成立する。つまり振れ量Ｄは「ｆ×Ｂ×（ＨＦＬＶＬ）」に比例する。したがって、Ｄをどれくらいに抑えたいかを決定すれば、フルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）は、焦点距離ｆと光学防振敏感度Ｂに応じて設定することができる。
【００２２】
例えば、上記のステップ＃１６と同様に、いくつかのゾーンに分割された各ズーム・フォーカスのポジションに対応したフルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）をテーブルデータから読み出すことにより、設定するとよい。テーブルデータは、撮影モード毎に設ける。撮影モードが静止画撮影モードの場合、撮影結果に影響を与えない振れ量Ｄをもとに、焦点距離ｆと光学防振敏感度Ｂから導き出される最適なフルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）を静止画撮影モード用テーブルデータに設定する。撮影モードが動画撮影モードの場合、許容可能な音のレベルに相当する振れ量Ｄをもとに、焦点距離ｆと光学防振敏感度Ｂから導き出される最適なフルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）を動画撮影モード用テーブルデータに設定する。この結果、同一焦点距離ｆ、同一の光学防振敏感度Ｂの場合、動画撮影モード用フルイダイジングレベルは、静止画撮影モード用フルイダイジングレベルに対し小さい値となる。
【００２３】
次のステップ＃１８においては、フルイダイジングの設定周期に達したかどうかの判定を行う。一定周期でフルイダイジングを行うためには、例えばこの割り込みが５００μｓｅｃであるとすると、割り込みの回数をカウントしていき、そのカウント値が設定した周期の値に達すれば、フルイダイジングのタイミングが設定できる。ここで、フルイダイジングの設定周期に達していなければステップ＃１９へ進み、フルイダイジングのタイミングに達していないので割り込み回数のカウント値を＋１する。そしてステップ＃２２へ進む。また、フルイダイジングの設定周期に達していればステップ＃２０へ進み、フルイダイジングのタイミング設定用カウント値をクリアする。そして、次のステップ＃２１において、フルイダイジング制御用フラグ（ＨＦＦＬＧ）を反転し、ステップ＃２２へ進む。
【００２４】
ステップ＃２２へ進むと、ここではＨＦＦＬＧの状態を判定する。ＨＦＦＬＧ＝０ならば直ちにステップ＃２４へ進む。一方、ＨＦＦＬＧ＝１ならばステップ＃２３へ進み、ＳＦＴＤＲＶにＨＦＬＶＬを加算し、その結果を像振れ補正駆動用データＳＦＴＤＲＶとしてステップ＃２４へ進む。
上記ステップ＃１８〜＃２３では、一定周期毎にＳＦＴＤＲＶにＨＦＬＶＬを（加算する／加算しない）を交互に行うことになるので、ＳＦＴＤＲＶに一定周期の信号が重畳することとなる。つまり、一定周期のフルイダイジングを行っていることとなる。
【００２５】
次のステップ＃２４においては、補正レンズの位置を検出するレンズ位置検出器４（信号処理回路５）の出力をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換結果をレンズＭＰＵ１内のＳＦＴＰＳＴで設定されるＲＡＭ領域に格納する。そして、次のステップ＃２５において、フィードバック演算（ＳＦＴＤＲＶ−ＳＦＴＰＳＴ）を行い、続くステップ＃２６において、ループゲインと上記ステップ＃２５の演算結果を乗算する。そして、次のステップ＃２７において、安定な制御系にするために位相補償演算を行い、最後にステップ＃２８において、上記ステップ＃２７での結果をＰＷＭとしてマイコンのポートに出力し、割り込みを終了する。その出力はコイルドライバー６に入力し、ムービングマグネットによって補正レンズが駆動され、像振れの補正が行われる。
【００２６】
なお、上記ステップ＃１８〜＃２３では、一定周期毎にＳＦＴＤＲＶにフルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）を（加算する／加算しない）を交互に行っている。但し、フルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）を（減算する／減算しない）を交互に行うことによっても同様の効果を得ることができる。
以上のように、ステップ＃１７にて、撮影モードに応じて、フルイダイジングのレベルを変更するようにしているので、それぞれの撮影モードに応じて適切な振れ補正動作特性を得ることができる。
【００２７】
上記実施例においては、像振れ防止制御を、デジタル制御で行う例を示したが、アナログ制御で行ってもよい。
また、像振れ補正装置は交換レンズに組み込んだ例を示したが、像振れ補正装置が交換レンズ内になく、交換レンズの前方に取り付けるコンバージョン・レンズの中に入る付属品としての形態をとってもよい。
また、上述においては振れ検出手段として角速度センサを用いた例を示した。しかし、振れ検出手段は、角加速度センサ、加速度センサ、速度センサ、角変位センサ、変位センサ、さらには画像振れ自体を検出する方法など、振れが検出できるものであればどのようなものであってもよい。
上記実施例においては、フルイダイジングレベル（ＨＦＬＶＬ）の加減算および撮影モードに基づく切り換えをレンズＭＰＵ１で行っているが、これらはカメラＭＰＵ１３で行ってもよい。また、ＩＳスイッチ１１やＡ／Ｍスイッチ１２も交換レンズ側ではなく、カメラ本体側（カメラＭＰＵ１３が配置されている側）に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係る像振れ補正機能付き一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるレンズＭＰＵのメイン動作を示すフローチャートである。
【図３】図１におけるレンズＭＰＵの像振れ補正制御動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の像振れ補正装置の防振システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：レンズＭＰＵ
２：振れセンサ
４：位置センサ
６：振れ補正駆動用ドライバ
１５：撮影モード選択スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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